在年的珠海航展上,中国航发公开展示了新款的“太行”发动机发展型,从公开的报道来看,改进的重点是针对传动润滑,控制系统和前后端构件进行了改进。我们依据公开资料从技术角度分析一下其可能的改进思路和目的。
“太行”发展型发动机
传动润滑系统根治隐患
首先从传动润滑方面,对于航空发动机而言,发动机传动与润滑分为传动系统和滑油系统。传动系统的作用是,在发动机的使用范围内,将发动机转子的扭矩传给发动机附件和飞机附件,在发动机起动时,将涡轮起动机的扭矩传给发动机高压转子。传动系统由中央传动装置、附件机匣、飞机附件机匣和减速器等部件组成。滑油系统的功用是,在发动机工作时,连续不断地将足够的清洁的滑油输送到发动机各转动部件的轴承和传动齿轮的啮合处进行润滑,以减少零件的磨损,带走摩擦产生的热量和杂物。滑油系统分为4个子系统,包含供油系统、回油系统、通气系统和支点增压系统。传动和润滑系统的常见故障有金属屑含量超标,滑油压力低,滑油泄漏,滑油不回位,滑油消耗量大,齿轮和轴承磨损、失效等故障。
按照俄方公开的资料,此前我国使用的某俄制进口型号发动机存在一定的传动润滑方面的设计缺陷,容易造成某轴承的润滑和散热不良,异常信号被传感器探测到以后,会导致出现降转信号问题,发动机只能降低转速勉强维持,甚至关闭发动机。事实上,俄方并非不知道此问题的存在,但是其适配的飞机采用双发构型,在一台发动机故障被迫降转甚至停车的情况下,依靠另外一台发动机也可以做到安全返航迫降,而且要从设计上更改,解决此问题,所需要的工作量极大。所以在这个问题上,俄方不但缺钱,而且缺乏对其进行深度改进的动力。但是对于我国的某型飞机而言,单发的降转和停车都是不可接受的,虽然艺高人胆大的中国飞行员多次成功实现了单发故障情况下的成功返航迫降,但这种英勇无畏的行为依然存在极大的风险,也因此吃足了苦头。由于太行发动机的部分系统源自于俄方,可能存在一定的传动和润滑设计缺陷。自年“太行”发动机通过评审宣布定型,至今已有十几个年头,中国航发科技工作者显然已经充分意识到传动与润滑系统存在的隐疾,并采取了相应的措施予以改进,从而从根本上解决这一安全隐患。
我空军曾经的主力发动机,俄制AL-31F,滑油系统存在严重的问题和事故隐患
控制技术世界先进
在控制系统的改进方面,很显然,师从俄制发动机的早期“太行”发动机依然采用了机械液压式的燃油调节和控制系统,而从航空发动机的发展趋势及未来战斗机所必须的飞火推一体设计需求来看,采用带数字电子调节控制系统,也就是传说中的FADEC系统是必然的趋势。按照国内公开出版的技术资料的描述,我们已经成功研制出了第三代FADEC系统并装机使用,不仅可以大大提高控制系统的精度和响应速度,降低发动机的附件重量,也完全可以实现未来的多型号的适配装机需求。
前后端构件大改进
在前后端构件改进方面,这是最令人遐想的部分。一般来说,对于确定设计的飞机和发动机来说,飞机的中后机身与发动机的适配挂点是相对固定的,除非涉及重大改进,不会对其进行调整。而太行发动机的发展型去刻意调整前后端构件,很可能是为了满足一定的适配性需求。目前公开的飞机和发动机型号来看,双发和单发的三代机都是已经定型多年的,基本不存在重新大改的可能。那么最有可能的情况是,此款太行发展型的适应性改进是为了满足全新的第四代战斗机的设计需求。在发动机核心段长度和尺寸基本无法大规模调整的情况下,调整诸如进气机匣的匹配段,可调尾喷管的调节和适配等方面来满足新型飞机对发动机的需求,这在技术上是完全可以实现的。
将成为歼-20的可靠动力之源!
综合上述展板内容判断,最新的“太行”发动机发展型很可能是为了满足全新的战斗机的安全性、先进性和适配性需求而进行改进的。按照我国一贯的宣传原则,能在航展上公开展示的实体都是已经成功的型号。此型发动机的研制成功,成功解决了歼-20战斗机在全新的目标型号发动机没有完全研制成功的情况下,暂时缺少适配的国产发动机的问题。这就为歼-20战机的全面大批量快速列装奠定了坚实的基础。有了“太行”发展型,换发后的歼-20动力更加澎湃、身形更加敏捷,将以更强的性能和更自信的姿态,捍卫祖国的领空安全和国家利益不容侵犯。
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